CN106546387B - 一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法，包括晶圆级传感器本体和电阻检测单元；晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；盖设结构键合在衬底上，盖设结构和衬底之间形成有真空腔室；传感器件和电阻检测单元均制作在真空腔室内的衬底上；引线焊盘制作在真空腔室外的衬底上；电阻检测单元通过引线与引线焊盘连接。本发明通过在晶圆级传感器本体的真空腔室内设置电阻检测单元，在将晶圆级传感器本体放置到真空检测室后，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电阻检测单元的电阻值的变化，能够确定出晶圆级传感器本体的气密性，实现了对晶圆级传感器气密性的准确检测，检测方法方便、快捷。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法。
背景技术
随着加工技术的发展，传感器的封装逐渐从单个器件的逐个封装转变为晶圆级的批量封装。目前，加速度计传感器、陀螺仪传感器、红外传感器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)晶振等器件都已采用晶圆级气密封装技术。采用晶圆级封装方式，能够使传感器的整体尺寸得到大幅度缩小，从而成本也随之下降，但是，晶圆级传感器的气密性无法得到保证，因此，如何准确地对晶圆级传感器的气密性进行检测成为了现有技术中亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的晶圆级传感器气密性检测装置及方法。
本发明实施例提供一种晶圆级传感器气密性检测装置，包括晶圆级传感器本体和电阻检测单元；
所述晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；
所述盖设结构键合在所述衬底上，所述盖设结构和所述衬底之间形成有真空腔室；
所述传感器件和所述电阻检测单元均制作在所述真空腔室内的所述衬底上；
所述引线焊盘制作在所述真空腔室外的所述衬底上；
所述电阻检测单元通过引线与所述引线焊盘连接；
其中，在将所述晶圆级传感器本体放置于真空检测室之后，根据所述真空检测室处于不同气压的条件下所述电阻检测单元的电阻值的变化，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。
优选的，所述电阻检测单元为悬空电阻丝结构。
优选的，所述悬空电阻丝结构包括金属电阻丝和镂空薄膜结构，所述金属电阻丝制作在所述镂空薄膜结构上，所述镂空薄膜结构对所述金属电阻丝进行支撑。
优选的，所述金属电阻丝的材料为铂或铜或镍。
优选的，所述悬空电阻丝结构为利用体硅工艺加工形成的体硅电阻。
优选的，所述盖设结构包括盖帽和键合环，所述盖帽通过所述键合环键合在所述衬底上。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种晶圆级传感器气密性检测方法，应用于真空腔室内包含电阻检测单元的晶圆级传感器本体中，所述方法包括：
在控制放置有所述晶圆级传感器本体的真空检测室的气压处于第一气压的条件下，获得所述电阻检测单元的第一电阻值，以及，在控制所述真空检测室的气压处于第二气压的条件下，获得所述电阻检测单元的第二电阻值；
判断所述第一电阻值与所述第二电阻值之间差值的绝对值是否大于预设电阻阈值，生成判断结果；
根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。
优选的，所述根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性，包括：
当所述判断结果为所述第一电阻值与所述第二电阻值之间差值的绝对值大于所述预设电阻阈值时，确定所述晶圆级传感器本体的气密性为漏气。
优选的，所述电阻检测单元为所述晶圆级传感器本体自身的电阻结构，或，独立于所述晶圆级传感器本体的电阻结构。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过在晶圆级传感器本体的真空腔室内设置电阻检测单元，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中后，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电阻检测单元的电阻值的变化，能够确定出晶圆级传感器本体的气密性，实现了对晶圆级传感器气密性的准确检测，检测方法方便、快捷。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例的一种晶圆级传感器气密性检测装置的俯视图；
图2示出了本发明实施例的一种晶圆级传感器气密性检测装置的侧视图；
图3示出了本发明实施例的一种晶圆级传感器气密性检测方法的流程图。
其中，1为衬底，2为传感器件，3为盖设结构，31为盖帽，32为键合环，4为引线焊盘，5为电阻检测单元。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供一种晶圆级传感器气密性检测装置，如图1和图2所示，所述装置包括晶圆级传感器本体和电阻检测单元5。晶圆级传感器本体包括衬底1、传感器件2、盖设结构和引线焊盘4。传感器件2通过微细加工工艺制作在衬底1上，然后在真空环境下将盖设结构键合在衬底1，从而，盖设结构和衬底1之间形成有真空腔室。另外，电阻检测单元5通过微细加工工艺制作在真空腔室内的衬底1上。引线焊盘4同样通过微细加工工艺制作在位于真空腔室外的衬底1上。具体的，利用刻蚀工艺将盖设结构的部分图形刻蚀掉，从而将引线焊盘4裸露于衬底1之上。电阻检测单元5通过引线与引线焊盘4连接。
其中，电阻检测单元5的空气热导与气压直接相关，不同的气压造成电阻检测单元5在相同加热电流下温度不同，由于电阻检测单元5的电阻值会随着温度变化而变化，通常电阻检测单元5的温度在25℃～200℃的温度变化范围下，对应电阻值的变化为几百欧姆～几千欧姆，因此，不同的气压条件下，电阻检测单元5的电阻值也不同。从而，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中，根据真空检测室处于不同气压的条件下电阻检测单元5的电阻值的变化，确定晶圆级传感器本体的气密性。若在不同气压下电阻检测单元5的电阻值发生预设变化，则表明晶圆级传感器本体气密性差，存在漏气问题，若在不同气压下电阻检测单元5的电阻值没有发生预设变化，则表明晶圆级传感器本体气密性好，不存在漏气问题。其中，优选的，真空检测室为密闭可抽真空检测室。
在本申请中，电阻检测单元5可以选用任何能够测量得到电阻值的电阻元件，在一种优选的实施方式下，可以选用悬空电阻丝结构作为电阻检测单元5。悬空电阻丝结构具有良好绝热性，能够减小热沉，从而使悬空电阻丝结构加热后的温度变化大于其非悬空下的温度变化，易于实现电阻变化的测试。其中，在第一种实施方式下，悬空电阻丝结构可以包括金属电阻丝和镂空薄膜结构，金属电阻丝利用表面微加工工艺制作在镂空薄膜结构上，镂空薄膜结构对金属电阻丝进行支撑，镂空薄膜结构一般采用氮化硅薄膜或氮化硅与氧化硅等多层复合膜进行实现，金属电阻丝的材料为铂或铜或镍。在第二种实施方式下，悬空电阻丝结构为利用体硅工艺加工形成的体硅电阻，在加工过程中，通过直接挖空电阻下方的硅实现镂空。另外，对于盖设结构而言，在一种具体实施方式中，盖设结构包括盖帽31和键合环32，盖帽31通过键合环32键合在衬底1上。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种晶圆级传感器气密性检测方法，应用于真空腔室内包含电阻检测单元5的晶圆级传感器本体中。其中，电阻检测单元5可以为独立于晶圆级传感器本体的电阻结构，即，如前述晶圆级传感器气密性检测装置的实施例中的电阻检测单元5，具体地，可以利用微细加工技术将电阻检测单元5加工到晶圆级传感器本体的真空腔室内部。另外，电阻检测单元5也可以为晶圆级传感器本体自身的电阻结构，即，利用晶圆级传感器本体自身的电阻结构充当电阻检测单元5，当利用晶圆级传感器本体自身的电阻结构充当电阻检测单元5时，将晶圆级传感器本体的真空腔室内的电阻元件作为该电阻检测单元5。如图3所示，本申请的晶圆级传感器气密性检测方法包括：
步骤301：在控制放置有晶圆级传感器本体的真空检测室的气压处于第一气压的条件下，获得电阻检测单元5的第一电阻值，以及，在控制真空检测室的气压处于第二气压的条件下，获得电阻检测单元5的第二电阻值。
具体来讲，电阻检测单元5的电阻值与气体导热率相关，而气体导热率与气体的压强直接相关，电阻检测单元5的电阻值随着真空检测室的压强的变化而变化，在具体实施过程中，通过将真空检测室抽真空到两个不同的压强下分别对电阻检测单元5的电阻值进行测量，即，在将真空检测室抽真空到第一气压的条件下，进行第一次测量，获得电阻检测单元5的第一电阻值，再将真空检测室抽真空到第二气压的条件下，进行第二次测量，获得电阻检测单元5的第二电阻值。其中，在真空检测室处于不同气压的条件下，向电阻检测单元5施加的驱动电流恒定。
步骤302：判断第一电阻值与第二电阻值之间差值的绝对值是否大于预设电阻阈值，生成判断结果。
步骤303：根据判断结果，确定晶圆级传感器本体的气密性。
具体来讲，当判断结果为第一电阻值与第二电阻值之间差值的绝对值大于预设电阻阈值时，确定晶圆级传感器本体的气密性为漏气，如果判断结果为第一电阻值与第二电阻值之间的差值的绝对值小于等于预设电阻阈值，则表明晶圆级传感器本体不漏气，从而确定晶圆级传感器的气密性良好。其中，预设电阻阈值可以为第一电阻值的2％。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本发明通过在晶圆级传感器本体的真空腔室内设置电阻检测单元，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中后，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电阻检测单元的电阻值的变化，能够确定出晶圆级传感器本体的气密性，实现了对晶圆级传感器气密性的准确检测，检测方法方便、快捷。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，包括晶圆级传感器本体和电阻检测单元；
所述晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；
所述盖设结构键合在所述衬底上，所述盖设结构和所述衬底之间形成有真空腔室；
所述传感器件和所述电阻检测单元均通过微细加工工艺制作在所述真空腔室内的所述衬底上；
所述引线焊盘制作在所述真空腔室外的所述衬底上；
所述电阻检测单元通过引线与所述引线焊盘连接；
其中，在将所述晶圆级传感器本体放置于真空检测室之后，根据所述真空检测室处于不同气压的条件下所述电阻检测单元的电阻值的变化，确定所述晶圆级传感器本体的气密性；
其中，所述电阻检测单元为悬空电阻丝结构；
所述悬空电阻丝结构包括金属电阻丝和镂空薄膜结构，所述金属电阻丝制作在所述镂空薄膜结构上，所述镂空薄膜结构对所述金属电阻丝进行支撑；或
所述悬空电阻丝结构为利用体硅工艺加工形成的体硅电阻。
2.如权利要求1所述的晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，所述金属电阻丝的材料为铂或铜或镍。
3.如权利要求1所述的晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，所述盖设结构包括盖帽和键合环，所述盖帽通过所述键合环键合在所述衬底上。
4.一种晶圆级传感器气密性检测方法，其特征在于，应用于真空腔室内包含电阻检测单元的晶圆级传感器本体中，所述电阻检测单元通过微细加工技术加工到所述晶圆级传感器本体的真空腔室内部，所述电阻检测单元为悬空电阻丝结构，所述悬空电阻丝结构包括金属电阻丝和镂空薄膜结构，所述金属电阻丝制作在所述镂空薄膜结构上，所述镂空薄膜结构对所述金属电阻丝进行支撑，或，所述悬空电阻丝结构为利用体硅工艺加工形成的体硅电阻，所述方法包括：
在控制放置有所述晶圆级传感器本体的真空检测室的气压处于第一气压的条件下，获得所述电阻检测单元的第一电阻值，以及，在控制所述真空检测室的气压处于第二气压的条件下，获得所述电阻检测单元的第二电阻值；
判断所述第一电阻值与所述第二电阻值之间差值的绝对值是否大于预设电阻阈值，生成判断结果；
根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。
5.如权利要求4所述的晶圆级传感器气密性检测方法，其特征在于，所述根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性，包括：
当所述判断结果为所述第一电阻值与所述第二电阻值之间差值的绝对值大于所述预设电阻阈值时，确定所述晶圆级传感器本体的气密性为漏气。
6.如权利要求4所述的晶圆级传感器气密性检测方法，其特征在于，所述电阻检测单元为所述晶圆级传感器本体自身的电阻结构，或，独立于所述晶圆级传感器本体的电阻结构。
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| US7087451B2 (en) * | 2004-03-24 | 2006-08-08 | Intel Corporation | Microfabricated hot wire vacuum sensor |
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| CN101571440A (zh) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | 北京大学 | 一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置 |
| JP2010071816A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | 電子装置 |
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